Posé par Kat Plewa le 27 novembre 2019 |
La transparence est recherchée pour de nombreuses applications et dans un large éventail d’industries : de la production de lentilles pour l’ingénierie optique ou à des fins médicales à la fabrication de boîtiers esthétiques pour les produits.
Avec les récents sauts, la technologie de fabrication additive a fait, l’impression 3D est de plus en plus utilisée pour produire des objets transparents. Dans cet article de blog, nous allons couvrir tout ce que vous devez savoir sur l’impression 3D transparente, les options de matériaux et de fabrication disponibles et comment surmonter les défis associés à cette technique d’impression 3D afin que vous obteniez les résultats les plus transparents possibles.
Qu’est-ce que l’impression 3D transparente exactement ?
L’impression 3D transparente fait référence à des objets imprimés en 3D présentant différents degrés de translucidité. Les résultats obtenus vont du translucide au relativement transparent. Cette diversité de résultats peut être attribuée à de multiples facteurs, notamment la nature du modèle 3D, le type d’imprimante 3D utilisé, les paramètres d’impression 3D, le choix du matériau et le traitement post-production.
Il est important de comprendre que l’obtention d’impressions totalement transparentes peut être un défi en fonction de la technologie de fabrication additive et des matériaux d’impression choisis.
Maintenant, examinons ce que vous pouvez faire pour maximiser la transparence de votre impression 3D dès la première étape ; lorsque vous modélisez en 3D votre pièce ou votre partie.
Modélisation 3D pour une transparence maximale
Quand il s’agit du modèle 3D que vous souhaitez imprimer en 3D, il est important de se rappeler que les géométries plus complexes ont tendance à réfracter davantage la lumière et sont moins susceptibles de se révéler très claires. Cela est particulièrement vrai pour les modèles courbes puisque les courbes redirigent la lumière.
Cela étant dit, pour minimiser la réfraction de la lumière, il est recommandé de modéliser votre objet en 3D avec les parois les plus fines possibles. En effet, des parois plus épaisses disperseront davantage de lumière et conduiront à un aspect plus opaque une fois l’objet imprimé en 3D. Cependant, gardez à l’esprit les directives de conception et l’épaisseur minimale des parois requises par la technologie.
Quelle technologie d’impression 3D est la meilleure pour votre projet ?
Prenez la bonne méthode 3D en fonction de la nature de votre projet. Travaillez-vous sur un prototype ? Ou avez-vous besoin d’un produit final entièrement fonctionnel ? En tenant compte de la finalité de votre objet imprimé en 3D, vous devez choisir la technologie souhaitée. Chacune des technologies présentées profitera à votre production d’une manière différente. Regardons-les de plus près !
FDM
La technologie d’impression 3DFDM est l’une des plus connues du secteur. Elle produit vos modèles 3D à l’aide d’un filament. Le filament est chauffé dans la buse et giclé dans la forme de votre objet, couche par couche.
En raison de la nature du processus d’impression FDM, de très petits espaces peuvent se former entre les couches, ce qui contribue à réduire la lumière passant à travers la surface de l’objet imprimé en 3D. Les lignes des couches qui ont également tendance à être plus visibles avec l’utilisation des imprimantes 3D FDM dispersent également la lumière. C’est cette réfraction de la lumière qui interfère avec la transparence et la minimiser à travers le processus de conception et de production peut améliorer considérablement le résultat.
En outre, trouver les paramètres optimaux pour une impression transparente à l’aide d’une imprimante 3D FDM est un processus difficile car vous dépendez des essais et des erreurs pour déterminer à la fois les meilleurs paramètres pour votre machine et le matériau choisi. Parmi les paramètres, vous devez ajuster la température et le débit d’extrusion du matériau, la température du lit d’impression, la vitesse d’impression, l’épaisseur de la hauteur de couche et le diamètre de la buse.
SLA
SLA ou stéréolithographie utilise des procédés photochimiques pour produire vos pièces avec des résines polymères. Un avantage fort de ce procédé d’impression 3D est la présence de couches très fines, ce qui donne donc de très bons résultats pour l’impression 3D transparente.
SLA a des résultats très satisfaisants en matière de transparence optique. Cette méthode d’impression 3D est la meilleure pour les applications visuelles où un fini de surface lisse et des niveaux de détail élevés sont recherchés. Il est toutefois important de noter que les impressions 3D SLA présentent des structures de support qui doivent être retirées en phase de post-production, ce qui peut affecter l’aspect final de votre objet.
https://shop.novabeans.com/products/formlabs-3d-sla-printer?variant=4643468548
Technologie Polyjet
L’impression 3D par polyjet fait partie des technologies de fabrication additive les plus avancées. Elle fonctionne en projetant de la résine sur la plateforme de construction. La résine est immédiatement durcie par UV sous la forme de votre modèle 3D, couche par couche.
Il en résulte des surfaces très lisses et c’est donc la méthode à adopter si vous souhaitez obtenir une grande précision dimensionnelle. Elle est bien adaptée à la fois à l’outillage, aux prototypes visuels et aux produits finis. C’est la technologie la mieux adaptée aux impressions 3D détaillées.
Les résultats ressemblent beaucoup au moulage par injection, mais avec tous les avantages qu’offre un processus de fabrication additive qui ne nécessite pas de moule. Vous pouvez en savoir plus sur la comparaison entre les deux méthodes de fabrication dans notre article de blog sur le moulage par injection et l’impression 3D.
https://www.3dnatives.com/en/polyjet100420174/
Matériaux transparents pour l’impression 3D
Une fois que vous avez décidé de la technologie 3D, l’étape suivante consiste à choisir le bon matériau. Les matériaux sont différents pour diverses technologies. Votre décision doit dépendre de l’objectif de votre objet 3D et de la façon dont il sera utilisé. Un prototype n’a peut-être pas besoin d’être 100 % transparent, mais il doit résister à de nombreux tests. En revanche, un élément décoratif n’a pas besoin de présenter autant de résistance mais doit être esthétique.
Filaments transparents pour l’impression 3D FDM
Bien que le Fused Deposition Modeling (FDM) offre le plus grand choix de matériaux grâce à la diversité des types de filaments transparents disponibles, il ne produit pas les surfaces les plus lisses, ce qui disperse la lumière et réduit la transparence.
Les filaments d’impression 3D transparents sont fabriqués à partir d’une diversité de plastiques, notamment les suivants :
Les filaments d’acide polylactique (PLA) représentent le matériau d’impression 3D FDM le plus couramment utilisé. Leur transparence dépend fortement de leur qualité. Cependant, les filaments PLA ont généralement une légère teinte jaunâtre car ils sont fabriqués à partir d’une matière première naturelle qui les rend également biodégradables.
L’acrylonitrile butadiène styrène (ABS) est translucide plutôt que transparent. Cela est dû au fait qu’il est mélangé avec un additif pour le rendre transparent, ce qu’il n’est pas naturellement. Il nécessite une finition post-impression pour des résultats plus transparents.
Le PMMA s’imprime plutôt clairement par rapport aux autres matériaux et est disponible dans une gamme de couleurs.
Le polycarbonate (PC) est un filament d’impression 3D transparent mais durable avec un éclat brillant.
Le polyéthylène téréphtalate glycol (PETG) est probablement le filament d’impression 3D le plus clair disponible.
Résine transparente pour SLA
L’impression 3D SLA nécessite l’utilisation de résine. Il existe de nombreuses marques de résine transparente. Les résines transparentes ne sont pas toujours complètement transparentes avant la post-production mais parviennent à fournir des pièces optiquement viables. Les objets fabriqués dans la résine peuvent avoir une teinte bleutée qui est plus importante dans les pièces ayant une épaisseur de 2 centimètres ou plus. Cela dépend de la résine utilisée et la résine transparente SLA peut également être colorée par l’ajout de pigment.
Résine transparente
La technologie Polyjet s’appuie également sur la résine pour imprimer des pièces en 3D. Ce liquide polymère photosensible représente un liquide translucide qui se solidifie à l’aide de la lumière UV et permet d’obtenir des surfaces particulièrement précises et lisses. Il présente une bonne résistance aux chocs et est solide, ce qui le rend idéal pour les prototypes et les produits finis. La résine polyjet peut être polie pour lui donner la finition la plus transparente.
Chez Sculpteo, nous proposons la résine VeroClear, idéale pour les prototypes et les produits finis. Ses applications vont de l’offre d’une alternative plus résistante aux lentilles de verre et aux tuyaux de lumière, à la création de couvertures transparentes. VeroClear possède également des propriétés de résistance à l’eau et à la chaleur (jusqu’à 45 – 50°C). Les finitions que nous proposons chez Sculpteo pour que votre produit soit le plus transparent possible sont Translucide et Transparent. Découvrez les spécificités de la résine VeroClear et comment elle peut bénéficier à vos projets sur la page dédiée aux matériaux.
Post-production
Il existe de nombreux traitements post-production pour améliorer la transparence des impressions 3D fabriquées avec des matériaux plus ou moins transparents. Il s’agit notamment du ponçage, du trempage dans la résine et de l’enduction par pulvérisation et époxy, ainsi que du lissage à la vapeur à l’aide d’acétone et du polissage (pour les impressions polyjet).
Lors du ponçage d’une pièce imprimée en 3D, il est recommandé d’augmenter progressivement le grain du papier de verre utilisé. Les impressions 3D polyjet, SLA et FDM peuvent toutes être poncées. Bien que nécessitant beaucoup de travail, cette méthode peut conduire à des résultats optiquement transparents.
Le revêtement par pulvérisation et époxy est également adapté aux impressions 3D SLA et FDM. C’est un traitement très populaire, mais plusieurs applications sont généralement nécessaires.
Le trempage dans la résine est une méthode de post-traitement uniquement utilisée pour les impressions 3D SLA. Elle consiste à immerger les objets imprimés en 3D dans de la résine avant de les retirer pour qu’ils puissent sécher. Elle ne convient que pour les objets plats tels que les lentilles. Les résultats sont clairs et très lisses.
Etes-vous prêt à lancer votre prochain projet d’impression 3D transparente ?
Comme détaillé dans ce guide de l’impression 3D transparente, il existe de multiples possibilités pour produire des pièces de différents degrés de transparence. Avec le bon choix de matériau, des paramètres d’impression optimaux et un modèle 3D, ainsi que la meilleure technologie pour vos besoins et quelques post-traitements, vous pouvez vous aussi faire fabriquer votre objet optiquement transparent.
Vous cherchez à produire une pièce transparente ? N’hésitez pas à explorer le service d’impression 3D en ligne de Sculpteo ; il vous suffit de télécharger vos fichiers STL et de sélectionner notre matériau VeroClear. Vous pouvez également nous contacter en cas de questions.
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